不同负温条件下模拟月壤的动力学特性与能量耗散研究

来源：振动与冲击杂志2025年第13期北京时间：

作者：马芹永qymaah,，张波波,，简伟强,，杨金辉,，凌创宇,

单位：1.安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南232001；2.安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心，安徽 淮南232001

摘要：研究月球极区含冰月壤的动力学特性和能量耗散规律对探月工程四期任务中探测器的着陆冲击特性、极区含冰月壤的冲击钻进采样具有重要的参考意义。本文以玄武质模拟月壤制备的含冰月壤样本为研究对象，利用直径50mm的分离式Hopkinson压杆测试装置，研究了不同负温、不同含水率在不同冲击荷载作用下模拟含冰月壤样本的动力学特性、动态破坏形态特征和能量耗散规律。结果表明：(1)当温度降低至-25℃、-45℃和-65℃时，动应力-应变曲线初始增长时无压密阶段，负温对模拟月壤样本的变形特性有着显著影响；峰值动应力随温度的降低和冲击气压的增加而增大，表现出明显的温度效应和应变率效应；温度的降低使得冲击载荷所诱发的瞬态温升效应减弱；动态强度增长系数ηd和平均应变率保持着正相关关系，含水率对模拟含冰月壤ηd的影响较大。(2)在相同冲击荷载作用下，模拟含冰月壤的动态破坏机制主要为块状滑面粉碎破坏、脆性断裂破坏和剪切边界破坏。(3)模拟含冰月壤在冲击压缩破坏过程中入射能、反射能和吸收能均呈现先上升后不变的趋势，能量反射系数的增长变化与负温条件、冲击荷载大小有关，能量吸收率与平均应变率随破坏程度的增大而增大。<br>

关键词：模拟月壤；分离式Hopkinson压杆；动力学特性；破坏机制；能量耗散